WO2017036930A1 - Gehäusedichtungsanordnung - Google Patents

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WO2017036930A1
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sealing
seal
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Dawid Szymura
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Amphenol-Tuchel Electronics Gmbh
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    • H05K5/061—Hermetically-sealed casings sealed by a gasket held between a removable cover and a body, e.g. O-ring, packing
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K5/0082—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units specially adapted for transmission control units, e.g. gearbox controllers
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007—Casings
    • H05K9/0015—Gaskets or seals

Definitions

  • Housing seal arrangement The present invention relates to a housing seal arrangement, in particular a
  • Housing seal assembly for a vehicle application.
  • Seals and seal assemblies for housings are well known in the art. Gaskets show different characteristics regarding their function and properties.
  • Housings in electric vehicles on cable harnesses also tasks to meet electromagnetic radiation.
  • EMC properties Electrically operated devices in the European internal market
  • electromagnetic compatibility is meant the ability of a resource to operate satisfactorily in its electromagnetic environment without itself causing electromagnetic interference that would in turn be unacceptable to other equipment in the same environment.
  • electromagnetic interference is any electromagnetic energy Appearance that could impair the intended function of a device.
  • EMC level of electromagnetic compatibility for each equipment.
  • the EMC Directive does not mention any basic limit values to be observed. Rather, it is determined that the electromagnetic interference caused by a resource may not exceed an application-specific level.
  • the object of the present invention is therefore a housing seal arrangement
  • the housing should retain its EMC properties, which is not guaranteed by a particular electrically non-conductive seal.
  • Another object of the present invention is, in a confined space a
  • the basic idea of the present invention is to provide a multi-step or stepped groove on the end face of a housing, which is intended to be designed as a seal end face and to seal against a corresponding housing.
  • an at least two-stage stepped groove along a sealing contour on the seal end face of the housing is introduced.
  • a first stage forms a bearing surface for a first sealing element, preferably for an environmental seal and the second or a second deeper arranged step provides a support surface for a second sealing element, preferably an E V seal.
  • Vehicle application in particular proposed for electric vehicles, comprising a housing with a seal provided with a counter housing
  • Seal end face wherein in the housing along the seal end face a stepped groove is provided which at least a first stage as a bearing surface for a first
  • Sealing element and a second (deeper) step as a support surface for a second functional element, preferably a screen transfer element or a second sealing element.
  • the second sealing element simultaneously constitutes a screen transfer element.
  • the bearing surface of the first stage is set back relative to the sealing end face of the housing and in the direction of the housing interior.
  • Support surface of the second stage is also set back relative to the seal end face of the housing in the direction of the housing interior.
  • the support surface of the second stage is also set back relative to the bearing surfaces of the first stage deeper, in the direction of the housing interior of the housing.
  • a first sealing element is arranged on the support surface of the first stage.
  • a functional element preferably a second sealing element with a further function, is arranged on the bearing surface of the second stage.
  • the sealing end faces of the first and second seals each protrude from the housing end face and out of the groove and protrude beyond this end face.
  • first and second seals are formed in a specific cross-sectional size to each other.
  • the cross section of the first seal in about 20% to 30%, more preferably about 22% to 26% of the cross section of the second seal.
  • a distance of at least the width (viewed in the spacing direction) of the first sealing element is provided.
  • both seals are formed as elastomers, wherein the environmental seal is preferably formed as a foamed silicone material, while the EMC gasket is an elastomer with an additive, in particular an aluminum powder is formed.
  • the EMC gasket is an elastomer with an additive, in particular an aluminum powder is formed.
  • Other conductive powders, particularly highly corrosion resistant powders, may be provided in alternative embodiments.
  • the two sealing elements are introduced around the housing opening along a common interruption-free groove (a sealing contour) circumferentially in the seal end face of the housing, wherein the second sealing element as an inner, d. H. inside lying sealing element is formed, while the first sealing element as an outer, d. H. outboard, around the second sealing element arranged around
  • sealing element In other words, this means that the second sealing element is provided as an inner relative to the first sealing element to the housing opening towards closer arranged sealing element.
  • the first sealing element is designed as an environmental seal and the second sealing element is designed as an EMC seal.
  • FIG. 1 is a perspective view of a housing sealing arrangement of a
  • FIG. 2 shows a sectional view through the housing sealing arrangement according to FIG. 1;
  • FIG. 3 is a detail view of the detail C of FIG. 2.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment with reference to FIGS. 1 to 3.
  • Like reference numerals indicate similar functional and / or structural features.
  • FIGS. 1 to 3 An embodiment of a housing sealing arrangement 1 is shown in FIGS. 1 to 3.
  • the housing seal arrangement 1 comprises a housing 10, which is formed with a seal housing with a counter housing, not shown, provided a sealing end face 11.
  • a doubly stepped groove 20 is provided along the seal end face 1 1 with a first stage 21 and a second lower stage 23.
  • the first stage 21 forms a support surface 21a for a as shown in Fig. 3 first
  • Sealing element 22 while the second (deeper) step 23 forms a bearing surface 23 a for a second sealing element 24.
  • the groove 20 runs along a sealing contour circumferentially around the
  • the support surface 23a of the second stage 23 is set back relative to the seal end face 1 of the housing 10 in the direction of the housing interior.
  • the support surface 23 a of the second stage 23 is further disposed lower than the support surface 21 a of the first stage 21, d. H. in the direction of the housing interior of the housing 10 further reset. This results in the stepped shape of the groove 20th
  • a first sealing element 22 is arranged on the bearing surface 21 a of the first stage 21 and a second sealing element 24 is arranged on the bearing surface 23 a of the second stage 23. Both end faces 22s, 24s of the two sealing elements 22, 24 protrude from the housing 10 and indeed against the sealing end face 1 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gehäusedichtungsanordnung für eine Fahrzeuganwendung, insbesondere für Elektrofahrzeuge umfassend ein Gehäuse mit einer zur Dichtung mit einem Gegengehäuse vorgesehener Dichtungsstirnseite, wobei im Gehäuse entlang der Dichtungsstirnseite eine abgestufte Nut vorgesehen ist, welche wenigstens eine erste Stufe als Auflagefläche für ein erstes Dichtelement und eine zweite (tiefere) Stufe als Auflagefläche für ein zweites Dichtelement ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Gehäusedichtungsanordnung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäusedichtungsanordnung, insbesondere eine
Gehäusedichtungsanordnung für eine Fahrzeuganwendung.
Dichtungen und Dichtungsanordnungen für Gehäuse sind im Stand der Technik umfangreich bekannt. Dichtungen zeigen unterschiedliche Eigenschaften betreffend ihrer Funktion und ihrer Eigenschaften.
In Fahrzeuganwendungen weisen Gehäuse, insbesondere Gehäuse von Steckverbindungen oder elektrischen Geräten neben einer Dichtungsfunktion gegen Umwelteinflüsse auch weitere technische Funktionen auf. So sind insbesondere bei der Verwendung von metallischen
Gehäusen in Elektrofahrzeugen an Leitungssträngen auch Aufgaben gegen elektromagnetische Strahlung zu erfüllen.
Hierzu gibt es insbesondere die von dem Europäischen Parlament herausgegebene Richtlinie zur elektromagnetischen Verträglichkeit (E V-Richtlinie). Die elektromagnetische
Verträglichkeit (kurz: EMV-Eigenschaften) von elektrisch betriebenen Geräten im Europäischen Binnenmarkt wird darin beschrieben. Unter elektromagnetischer Verträglichkeit ist hierbei die Fähigkeit eines Betriebsmittels zu verstehen, in seiner elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für andere Betriebsmittel in der selben Umgebung wiederum unannehmbar bzw. störend wären, Somit ist unter elektromagnetischer Störung jede elektromagnetische Erscheinung zu verstehen, die die bestimmungsgemäße Funktion eines Betriebsmittels beeinträchtigen könnte.
Zur Vermeidung einer solchen elektromagnetischen Störung ist ein angemessenes
EMV-Niveau der elektromagnetischen Verträglichkeit für jedes Betriebsmittel festzulegen. Die EMV-Richtlinie nennt hierzu jedoch keine einzuhaltenden prinzipiellen Grenzwerte. Vielmehr ist festgelegt, dass die von einem Betriebsmittel verursachten elektromagnetischen Störungen einen applikationsspezifischen Pegel nicht übersteigen dürfen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Gehäusedichtungsanordnung
bereitzusehen, bei der ein Gehäuseteil mit einem korrespondierenden Gehäuseteil
zusammengebracht werden soll und einerseits die Gehäuseteile eine Dichtung gegen
Umwelteinflüsse bereitzustellen. Andererseits soll das Gehäuse seine EMV-Eigenschaften beibehalten, was durch eine insbesondere elektrisch nicht leitfähige Dichtung nicht gewährleistet ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf engstem Bauraum eine
entsprechende 'Lösung bereitzustellen, bei der einerseits eine Schirmübertragung und andererseits eine Dichtung gegenüber Medien ermöglicht wird. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung sicherzustellen, dass Schirmübergabeelemente nicht durch
Umwelteinflüsse wie Flüssigkeit und der gleichen Korrosionserscheinungen unterliegen.
Diese Aufgabe wird mit einer Gehäusedichtungsanordnung gemäß den Merkmalen von
Anspruch 1 gelöst.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine mehrstufige bzw. abgestufte Nut auf der Stirnseite eines Gehäuses vorzusehen, die bestimmungsgemäß als Dichtungsstirnseite ausgebildet ist und gegen ein korrespondierendes Gehäuse abdichten soll.
Mit Vorteil wird daher eine wenigstens zweistufig abgestufte Nut entlang einer Dichtkontur auf der Dichtungsstirnseite des Gehäuses eingebracht. Eine erste Stufe bildet eine Auflagefläche für ein erstes Dichtungselement aus, vorzugsweise für eine Umweltdichtung und die zweite oder eine zweite tiefer angeordnete Stufe stellt eine Auflagefläche für ein zweites Dichtelement, vorzugsweise eine E V-Dichtung bereit.
Erfindungsgemäß ist demnach eine Gehäusedichtungsanordnung für eine
Fahrzeuganwendung, insbesondere für Elektrofahrzeuge vorgeschlagen, umfassend ein Gehäuse mit einer zur Dichtung mit einer zum Gegengehäuse vorgesehenen
Dichtungsstirnseite, wobei im Gehäuse entlang der Dichtungsstirnseite eine abgestufte Nut vorgesehen ist, welche wenigstens eine erste Stufe als Auflagefläche für ein erstes
Dichtelement und eine zweite (tiefere) Stufe als Auflagefläche für ein zweites Funktionselement, vorzugsweise ein Schirmübergabeelement oder ein zweites Dichtungselement aufweist.
Weiter bevorzugt stellt das zweite Dichtelement gleichzeitig ein Schirmübergabeelement dar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auflagefläche der ersten Stufe gegenüber der Dichtungsstirnseite des Gehäuses und zwar in Richtung des Gehäuseinneren zurückgesetzt ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass gegenüber der Dichtungsstirnseite die Nut mit einer ersten zurückliegenden Stufe ausgebildet ist, auf weiche ein erstes Dichtungselement aufgebracht werden kann.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Auflagefläche der zweiten Stufe ebenfalls gegenüber der Dichtungsstirnseite des Gehäuses in Richtung des Gehäuseinneren zurückgesetzt ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Auflagefläche der zweiten Stufe auch gegenüber der Auflageflächen der ersten Stufe tiefer, und zwar in Richtung des Gehäuseinneren des Gehäuses zurückgesetzt ist.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass beginnend von der Dichtungsstirnseite eine erste Stufe auf die Auflagefläche für ein erstes Dichtungselement und von dieser Auflagefläche eine zweite Stufe auf die Auflagefläche für ein zweites Dichtungselement führt.
Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass auf der Auflagefläche der ersten Stufe ein erstes Dichtelement angeordnet ist.
Weiter bevorzugt ist es, wenn auf der Auflagefläche der zweiten Stufe ein Funktionselement, vorzugsweise ein zweites Dichtelement mit einer weiteren Funktion angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist mit Vorteil vorgesehen, dass die dichtenden Stirnseiten der ersten und zweiten Dichtung jeweils gegenüber der Gehäusestirnseite aus dieser bzw. aus der Nut hervorstehen und über diese Stirnseite hinausragen.
Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn die erste und zweite Dichtung in einer speziellen Querschnittsgröße zueinander ausgebildet sind. So ist es mit Vorteil vorgesehen, wenn der Querschnitt der ersten Dichtung in etwa 20 % bis 30 %, weiter bevorzugt etwa 22 % bis 26 % des Querschnittes der zweiten Dichtung aufweist.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgesehen, dass zwischen dem ersten (kleineren) und dem zweiten (größeren) Dichtelement ein Abstand von wenigstens der Breite (in Abstandsrichtung betrachtet) des ersten Dichtelementes vorgesehen ist. Durch die zuvor genannten Maßnahmen kann dadurch sichergestellt werden, dass einerseits ein ausreichender Spalt zwischen den beiden Funktionselementen, sprich Dichtelementen vorgesehen ist und andererseits die Pressung der jeweiligen Dichtung den gewünschten funktionalen und strukturellen Anforderungen genügt.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass beide Dichtungen als Elastomere ausgebildet sind, wobei die Umweltdichtung bevorzugt als ein aufgeschäumter Silikonwerkstoff ausgebildet ist, während die EMV-Dichtung ein Elastomer mit einem Additiv, insbesondere einem Aluminiumpulver ausgebildet wird. Andere leitfähige Pulver, die insbesondere hoch korrosionsbeständigen Pulver, können in alternativen Ausführungsformen vorgesehen werden.
Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass die beiden Dichtelemente um die Gehäuseöffnung entlang einer gemeinsamen unterbrechungsfreien Nut (einer Dichtkontur) umlaufend in die Dichtungsstirnseite des Gehäuses eingebracht sind, wobei das zweite Dichtelement als inneres, d. h. innen liegendes Dichtelement ausgebildet ist, während das erste Dichtelement als äußeres, d. h. außen liegendes, um das zweite Dichtelement herum angeordnetes
Dichtelement vorgesehen ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das zweite Dichtelement als inneres gegenüber dem ersten Dichtelement zur Gehäuseöffnung hin näher angeordnetes Dichtelement vorgesehen ist.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Dichtelement als eine Umweltdichtung ausgebildet ist und das zweite Dichtelement als eine EMV-Dichtung ausgebildet ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Gehäusedichtungsanordnung eines
Gehäuses;
Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Gehäusedichtungsanordnung gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Detailansicht des Details C aus Fig. 2. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die Fig. 1 bis Fig. 3 näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
In den Fig. 1 bis Fig. 3 wird ein Ausführungsbeispiel einer Gehäusedichtungsanordnung 1 gezeigt. Die Gehäusedichtungsanordnung 1 umfasst ein Gehäuse 10, welches mit einer zur Dichtung mit einem nicht gezeigten Gegengehäuse, vorgesehen einer Dichtungsstirnseite 11 ausgebildet ist. Im Gehäuse 10 ist entlang der Dichtungsstirnseite 1 1 eine zweifach abgestufte Nut 20 vorgesehen mit einer ersten Stufe 21 und einer zweiten tiefer angeordneten Stufe 23. Die erste Stufe 21 bildet eine Auflagefläche 21a für ein wie in Fig. 3 gezeigtes erstes
Dichtelement 22 aus, während die zweite (tiefere) Stufe 23 eine Auflagefläche 23a für ein zweites Dichtelement 24 ausbildet. Wie ferner zu erkennen, läuft die Nut 20 entlang einer Dichtungskontur umlaufend um die
Gehäuseöffnung 12 herum, um das Gehäuseinnere abzudichten. An den Ecken des Gehäuses 10 befinden sich Befestigungsöffnungen 13.
Die Schnittansicht gemäß Fig. 2 und das Detail gemäß Fig. 3 zeigen die erfindungsgemäß zweifach abgestufte Nut 20.
Wie zu erkennen ist, ist die Auflagefläche 21 a der ersten Stufe 21 gegenüber der
Dichtungsstirnseite 1 1 des Gehäuses 10 in Richtung des Gehäuseinneren (in den Fig. 2 und Fig. 3 nach oben) zurückgesetzt.
Es ist ferner zu erkennen, dass auch die Auflagefläche 23a der zweiten Stufe 23 gegenüber der Dichtungsstirnseite 1 des Gehäuses 10 in Richtung des Gehäuseinneren zurückgesetzt ist.
Die Auflagefläche 23a der zweiten Stufe 23 ist ferner gegenüber der Auflagefläche 21 a der ersten Stufe 21 tiefer angeordnet, d. h. in Richtung des Gehäuseinneren des Gehäuses 10 weiter zurückgesetzt. Hierdurch ergibt sich die abgestufte Form der Nut 20.
Wie weiter in den Fig. 2 und Fig. 3 zu erkennen ist, ist auf der Auflagefläche 21 a der ersten Stufe 21 ein erstes Dichtelement 22 und auf der Auflagefläche 23a der zweiten Stufe 23 ein zweites Dichtelement 24 angeordnet. Beide Stirnseiten 22s, 24s der beiden Dichtelemente 22, 24 aus dem Gehäuse 10 und zwar gegenüber der Dichtungsstirnseite 1 1 hervorstehen.
Figure imgf000008_0001
Bezugszeichenliste
I Gehäusedichtungsanordnung 10 Gehäuse
I I Dichtungsstirnseite
12 Gehäuseöffnung
13 Befestigungsöffnung 20 Nut
21 erste Stufe
21a Auflagefläche
22 erstes Dichtelement
22s Stirnseite
23 zweite Stufe
23a Auflagefiäche
24 zweites Dichtelement
24s Stirnseite A Abstand
B ' Breite

Claims

Ansprüche Gehäusedichtungsanordnung
1. Gehäusedichtungsanordnung (1) für eine Fahrzeuganwendung, insbesondere für
Elektrofahrzeuge umfassend ein Gehäuse (10) mit einer zur Dichtung mit einem
Gegengehäuse vorgesehener Dichtungsstirnseite (11), wobei im Gehäuse (10) erstlang der Dichtungsstirnseite (11) eine abgestufte Nut (20) vorgesehen ist, welche wenigstens eine erste Stufe (21) als Äuflagefläche (21a) für ein erstes Dichtelement (22) und eine zweite (tiefere) Stufe (23) als Auflagefläche (23a) für ein zweites Dichtelement (24) ausgebildet ist.
2. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (21a) der ersten Stufe (21) gegenüber der Dichtungsstirnseite (11)
- des Gehäuses (10) in Richtung des Gehäuseinneren zurückgesetzt ist.
3. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (23a) der zweiten Stufe (23) gegenüber der Dichtungsstirnseite (11) des Gehäuses (10) in Richtung des Gehäuseinneren zurückgesetzt ist.
4. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (23a) der zweiten Stufe (23) gegenüber der Auflagefläche (21 a) der ersten Stufe (21) tiefer in Richtung des
Gehäuseinneren des Gehäuses (10) zurückgesetzt ist.
5. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auflagefläche (21a) der ersten Stufe (21) ein erstes Dichtelement (22) angeordnet ist.
8. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auflagefläche (23a) der zweiten Stufe (23) ein zweites Dichtelement (24) angeordnet ist.
7, Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche
5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dichtende Stirnseiten (22s, 24s) der Dichtelemente (22 und 24) aus dem Gehäuse (10) hervorsteht.
8. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der ersten Dichtung (22) in etwa 20 % bis 30 % des Querschnittes der zweiten Dichtung (24) aufweist.
9. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche
5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und zweiten Dichtelement (22 bzw. 24) ein Abstand (A) von wenigstens der Breite (B) des ersten Dichtelements (22) vorgesehen ist.
10. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche
5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtelemente (22 und 24) um die Gehäuseöffnung (12) entlang einer gemeinsamen unterbrechungsfreien Nut (20) umlaufend in die Dichtungsstirnseite (11) eingebracht sind, wobei das zweite
Dichtelement (24) als Inneres gegenüber dem ersten Dichtelement (22) zur
Gehäuseöffnung (12) hin näher angeordnetes Dichtelement vorgesehen ist.
11. Gehäusedichtungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche
5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtelement (22) eine
Umweltdichtung und die zweite Dichtung (24) eine EMV-Dichtung darstellt.
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